Az optikai szálas spektrométerek általában optikai szálat használnak jelcsatolóként, amelyet fotometrikusan csatlakoztatnak a spektrométerhez a spektrális elemzéshez.Az optikai szál kényelme miatt a felhasználók nagyon rugalmasak lehetnek a spektrumgyűjtő rendszer felépítésében.
A száloptikai spektrométerek előnye a mérőrendszer modularitása és rugalmassága.A mikrooptikai szál spektrométera németországi MUT olyan gyors, hogy online elemzésre is használható.Az olcsó univerzális detektorok használata miatt a spektrométer költsége csökken, és így a teljes mérőrendszer költsége is csökken.
A száloptikai spektrométer alapvető konfigurációja egy rácsból, egy résből és egy detektorból áll.Ezen alkatrészek paramétereit spektrométer vásárlásakor kell megadni.A spektrométer teljesítménye ezen alkatrészek pontos kombinációjától és kalibrálásától függ, az optikai szálas spektrométer kalibrálása után ezek a tartozékok elvileg nem változhatnak.
Funkció bemutatása
rács
A rács kiválasztása a spektrális tartománytól és a felbontási követelményektől függ.Száloptikai spektrométerek esetén a spektrum tartomány általában 200 nm és 2500 nm között van.A viszonylag nagy felbontás követelménye miatt nehéz széles spektrumtartományt elérni;Ugyanakkor minél nagyobb a felbontási követelmény, annál kisebb a fényáram.Kisebb felbontás és szélesebb spektrális tartomány követelményeihez a 300 vonal/mm-es rács a szokásos választás.Ha viszonylag nagy spektrális felbontásra van szükség, azt 3600 sor/mm-es rács, vagy nagyobb pixelfelbontású detektor választásával érhetjük el.
hasított
A keskenyebb rés javíthatja a felbontást, de a fényáram kisebb;Másrészt a szélesebb rések növelhetik az érzékenységet, de a felbontás rovására.Különböző alkalmazási követelmények esetén a megfelelő résszélességet választják ki az általános vizsgálati eredmény optimalizálása érdekében.
szonda
A detektor bizonyos szempontból meghatározza a száloptikai spektrométer felbontását és érzékenységét, a detektoron elvileg korlátozott a fényérzékeny tartomány, a nagy felbontás érdekében sok kis pixelre van felosztva, vagy a nagy érzékenység érdekében kevesebb, de nagyobb pixelre van osztva.Általában a CCD detektor érzékenysége jobb, így bizonyos mértékig jobb felbontást érhet el érzékenység nélkül.A közeli infravörös InGaAs detektor nagy érzékenysége és termikus zaja miatt a rendszer jel-zaj aránya hatékonyan javítható hűtéssel.
Optikai szűrő
Maga a spektrum többlépcsős diffrakciós hatása miatt a szűrő használatával csökkenthető a többfokozatú diffrakció zavarása.A hagyományos spektrométerekkel ellentétben a száloptikai spektrométerek bevonattal vannak ellátva a detektoron, és a funkciónak ezt a részét gyárilag a helyére kell telepíteni.Ugyanakkor a bevonat tükröződésgátló funkcióval is rendelkezik, és javítja a rendszer jel-zaj arányát.
A spektrométer teljesítményét elsősorban a spektrális tartomány, az optikai felbontás és az érzékenység határozza meg.Ezen paraméterek egyikének megváltoztatása általában befolyásolja a többi paraméter teljesítményét.
A spektrométer fő kihívása nem az összes paraméter maximalizálása a gyártás időpontjában, hanem az, hogy a spektrométer műszaki mutatói megfeleljenek a különböző alkalmazások teljesítménykövetelményeinek ebben a háromdimenziós térkiválasztásban.Ez a stratégia lehetővé teszi a spektrométer számára, hogy minimális befektetés mellett maximális megtérülést biztosítson az ügyfelek igényeinek kielégítésére.A kocka mérete a spektrométer által elérendő műszaki mutatóktól függ, mérete pedig a spektrométer összetettségétől és a spektrométer termék árától függ.A spektrométer termékeknek teljes mértékben meg kell felelniük az ügyfelek által megkövetelt műszaki paramétereknek.
Spektrális tartomány
Spektrométereka kisebb spektrális tartományok általában részletes spektrális információt adnak, míg a nagy spektrális tartományok szélesebb látótávolsággal rendelkeznek.Ezért a spektrométer spektrális tartománya az egyik fontos paraméter, amelyet egyértelműen meg kell adni.
A spektrális tartományt befolyásoló tényezők elsősorban a rács és a detektor, a megfelelő rácsot és detektort pedig különböző követelmények szerint választják ki.
érzékenység
Ha már az érzékenységről beszélünk, fontos különbséget tenni a fotometriás érzékenység között (az a legkisebb jelerősség,spektrométerképes kimutatni) és érzékenység a sztöchiometriában (a legkisebb különbség az abszorpcióban, amit a spektrométer mérni képes).
a.Fotometriai érzékenység
Az olyan alkalmazásokhoz, amelyek nagy érzékenységű spektrométereket igényelnek, mint például a fluoreszcencia és a Raman, a SEK hőhűtésű optikai szálas spektrométereket ajánljuk hőhűtéses, 1024 pixeles kétdimenziós CCD detektorokkal, valamint detektor kondenzáló lencsékkel, arany tükrökkel és széles rések ( 100 μm vagy szélesebb).Ez a modell hosszú integrációs időt (7 milliszekundumtól 15 percig) használhat a jelerősség javítására, valamint csökkentheti a zajt és javíthatja a dinamikatartományt.
b.Sztöchiometrikus érzékenység
Ahhoz, hogy két nagyon közeli amplitúdójú abszorpciós sebességet érzékeljünk, nem csak a detektor érzékenysége, hanem a jel-zaj viszony is szükséges.A legnagyobb jel-zaj aránnyal rendelkező detektor a SEK spektrométerben található termoelektromos hűtött 1024 pixeles kétdimenziós CCD detektor 1000:1 jel-zaj aránnyal.Több spektrális kép átlaga is javíthatja a jel-zaj arányt, és az átlagos szám növekedése a jel-zaj arány növekedését okozza négyzetgyök sebességnél, például a 100-szoros átlag 10-szeresére növelje a jel-zaj arányt, elérve a 10 000:1-et.
Felbontás
Az optikai felbontás fontos paraméter az optikai felosztási képesség mérésére.Ha nagyon nagy optikai felbontásra van szüksége, javasoljuk, hogy válasszon egy 1200 vonal/mm-es vagy nagyobb rácsot, keskeny réssel és 2048 vagy 3648 pixeles CCD-detektorral.
Feladás időpontja: 2023. július 27